CT(竹組織の観察)

■竹組織には，いろいろなサイズの組織が分布し配向もある．高分解能μCTの研究には面白い試料である．組織のサイズに分布があることは，CT実験前のX線小角散乱の実験からも示唆された．竹の主たる構成元素はC（特に竹炭はCのみ）なので，生体観察（有機物）の良いファントムになる．
竹を構成するCで吸収コントラストを得るには，使用するX線光子のエネルギーは，無機材料の場合に比べかなり低く10keV以下が良いようである．すなわち，C［密度≒１］の減衰長［μm］と光子エネルギー［eV］を考察すると，減衰長が9500μmになる（1mm厚の竹試料の透過率が90%）光子エネルギーを読めば，10keV近傍であることがわかる．CTの光源には，タングステンWターゲットから出る連続（白色）X線を用いる．単色光より白色光を用いる方が複雑・微細な分布組織のCTには有利と考える．
竹の節部隔壁は，あまり知られていないようで，節部の膜状表面や気孔の構造は竹の研究でも興味をもたれている．

■実験

装置： Tohken-SkyScan2011（東研X線検査株式会社）の協力を得て実施した．この装置は，光源サイズ（Wターゲット上）が0.3μｍと微小であるのが特徴［この装置光源は，0.15μｍの仕様値で，実験した2011年時点の最高］であった．励起電力は40keV×200μA，検出器はCCDカメラ(蛍光体+イメージインテンシファイア付），PixelSizeは9.74μm．
全回転角180deg以上をカバーする投影像232枚（回転角ステップ⊿θ=0.8deg）の測定を行う．
断面の再構成は：コーン・ビーム再構成法（Feldkamp方式），位相コントラスト増幅技術を考慮した再構成ソフトウエア NRecon，ver1.4.2(3)を使用した．

■解析

投影像や再構成した断面画像中の注目部位（512×512）を8bitのビットマップ形式で切り出し，２次元FFTを計算する．FFT結果は，振幅（利得）と位
相で表現される複素数の(512×512)配列であるので，振幅のみをビットマップに表示した．これは，一般にはパワー・スペクトル像と呼ばれるものであるが，振幅の2乗は，実験で観測されるＸ線回折強度像でもあり，構造の自己相関関数［Patterson関数］と等価である．従って，パワー・スペクトル像から，相関距離［組織の大きさ］がわかる．例えば，1pixelが3.35μmの場合，512pixel領域で，1/(3.35×512)=0.6×10^-3μm^- 1がFourier像のサンプル間隔で，Fourier像が中心値から46pixel位置にピークを持つとしたら，1/(0.6× 10^- 3×46) = 37μmの相関距離と見積もることができる．

Fig.2　パワー・スペクトルのライン・プロファイル（HorizontalとVrtical）
中心を通る15pixel幅の帯（HorizontalとVertical）で，それぞれ帯幅の分を投影し得たラインプロファイル：
BlueMark：Horizontalプロファイル，RedMark：Verticalプロファイル
46pixelに明瞭なピーク．これは前述のごとく相関距離37μｍに相当する．
Verticalの方がHorizontalより，ピーク位置が内側にある．つまり，Verticalの方が，Horizontalより，セルの平均組織がわずかに大きかった．
（隔壁部の解析については略）